第2章 第5节 自由落体运动-2021-2022学年新教材高中物理必修第一册【名师导航】同步Word教参(鲁科版)

第5节　自由落体运动 学习目标：1.[物理观念](1)知道自由落体运动的条件、特点、性质．(2)知道自由落体运动是匀变速直线运动，知道重力加速度．(3)掌握自由落体运动规律并能解决实际问题．　2.[科学思维]理解自由落体运动是理想化模型，能把相关的比例式应用到实际问题中．　3.[科学探究]知道近代实验科学产生的影响，体会探究过程．　4.[科学态度与责任]在实验中，养成实事求是的科学态度，且有与他人合作的意愿；知道实验器材的改进能促进人类的认知发展． 阅读本节教材，回答第56页“物理聊吧”的问题，并梳理必要知识点． 教材P56“物理聊吧”问题提示： 第一阶段：刚开始下落一段时间内，阻力很小可近似看成自由落体运动． 第二阶段：随着速度变大，阻力变大，不能再看成自由落体运动． 第三阶段：刚打开伞不久，是减速直线运动，近似为匀减速直线运动． 第四阶段：阻力约等于重力，近似为匀速直线运动． 一、自由落体运动的特点 1．实验探究——牛顿管实验 (1)当玻璃管内有空气时，纸片比硬币下落慢得多． (2)抽去玻璃管内部分空气，还是纸片比硬币下落得慢，但落地时间相差变小． (3)继续抽取玻璃管内的空气，使其接近真空，纸片与硬币下落的快慢几乎一样． 2．自由落体运动 定义 物体只在重力作用下从静止开始下落的运动 条件 (1)初速度为零；(2)只受重力作用 性质 自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动 说明：“自由”指无初速度，除重力外不受其他力的作用． 二、自由落体运动的加速度 1．自由落体加速度 (1)定义：物体自由下落时的加速度来自地球和物体之间的万有引力，也称为重力加速度，用字母g表示． (2)大小 ①在地球上同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同． ②随着纬度升高，重力加速度增大，而同一地区高度越大，重力加速度越小，但变化都不大． ③一般的计算中，g通常取9.8 m/s2，在估算时，g还可以取10 m/s2. (3)方向：地球上重力加速度的方向总是竖直向下． 2．自由落体运动的公式 (1)自由落体的特点：v0＝0，a＝g. (2)速度公式：v＝gt. (3)位移公式：h＝gt2. (4)速度—位移关系式：v2＝2gh. 注意：重力加速度的方向与当地重力方向相同，是竖直向下，不能说成垂直向下，也不能说指向地心． 三、自由落体运动规律探索回眸 1．伽利略的贡献 (1)从逻辑推理上否定了亚里士多德关于重物体下落得快、轻物体下落得慢的论断． (2)提出了“自由落体运动是一种最简单的变速运动——匀变速直线运动”的猜想． (3)在当时的实验条件下测量短时间是有困难的，伽利略采用了间接验证的方法：运用数学推导的方法得出初速度为零的匀变速直线运动应有s∝t2. 2．斜面实验 3．伽利略研究自然规律的科学方法——数学推理和实验研究相结合． 研究中所体现的批判精神是创新必需的. 1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)从静止开始下落的运动都可看成自由落体运动． (×) (2)钢球在空中由静止开始自由下落可看成自由落体运动． (√) (3)自由落体运动是匀加速直线运动． (√) (4)在同一地点，质量不同的物体，重力加速度不相同． (×) 2．关于自由落体运动，下列说法中正确的是(　　) A．不考虑空气阻力的运动是自由落体运动 B．物体做自由落体运动时不受任何外力作用 C．被运动员推出去的铅球的运动是自由落体运动 D．自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动 D　[自由落体运动的特点是初速度为零，仅受重力；不考虑空气阻力的运动不一定是自由落体运动，A、B错误；被运动员推出去的铅球具有水平初速度，不满足自由落体运动的条件，C错误；自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，D正确．] 3．甲、乙两物体从同一地点同一高度处同时自由下落，甲所受的重力是乙的3倍，则下列说法正确的是(　　) A．甲比乙先着地 B．甲比乙的加速度大 C．甲、乙同时着地 D．无法确定谁先着地 C　[在同一地点，做自由落体运动的物体下落的快慢与重力无关，只要高度相同，落地时间就相同．] 自由落体运动的特点 1971年发射的阿波罗15号飞船把一辆月球车送上月球，美国宇航员做了一个落体实验：在月球上的同一高度同时释放羽毛和铁锤(月球上没有空气)． 探究：(1)羽毛、铁锤将做什么运动？ (2)会出现什么现象？请解释． 提示：(1)因没有空气阻力，羽毛、铁锤都做自由落体运动． (2)因同时释放，且加速度相同，看到它们同时落地．原因是没有空气阻力，都做自由落体运动． 1．自由落体运动的受力特点 自由落体运动是一种理想化的运动，物体在空气中的运动都要受到阻力的作用，但当自由下落的物体所受的空气阻力远小于物体的重力时，物体的运动可视为自由落体运动． 2．自由落体运动的运